——基于分布式計(jì)算的高速物理光學(xué)仿真軟件
多核仿真技術(shù)
VirtualLab Fusion具有許多交互性的仿真技術(shù)以及將這些技術(shù)鏈接起來的平臺(tái)。在技術(shù)選擇上，它提供了更準(zhǔn)確以及更快速的模擬結(jié)果。通過結(jié)合并行化算法與多核計(jì)算機(jī)，可以進(jìn)一步提高仿真速度。在VirtualLab Fusion中，大多數(shù)仿真算法支持并行處理，且能受益于多核計(jì)算機(jī)。接下來將展示VirtualLab Fusion的多核計(jì)算是如何顯著提高仿真速度。
收集基本模擬任務(wù)
光學(xué)建模和設(shè)計(jì)任務(wù)通常需要處理許多基本仿真任務(wù)。原因是多方面的，包括下面的例子：
多色光源和超短脈沖
由一組單色場(chǎng)表示，這些單色場(chǎng)必須通過系統(tǒng)傳播。每個(gè)單色場(chǎng)決定一個(gè)基本的仿真任務(wù)。
多模光源
發(fā)射多個(gè)橫向模式，例如，多模激光器或LED等擴(kuò)展源，每一種模式都可看作一個(gè)基本的仿真任務(wù)。
處理全視場(chǎng)(FOV)
例如，對(duì)于成像系統(tǒng)和AR眼鏡，結(jié)果是每個(gè)視場(chǎng)的基本仿真任務(wù)的疊加。
掃描系統(tǒng)參數(shù)
例如，移動(dòng)探測(cè)器位置以分析焦點(diǎn)區(qū)域，每個(gè)參數(shù)得配置都是一個(gè)基本的仿真任務(wù)。
公差
分析多種配置從而研究光學(xué)系統(tǒng)對(duì)參數(shù)變化的靈敏度。每個(gè)系統(tǒng)的配置可看作一個(gè)基本的仿真任務(wù)。
優(yōu)化
使用現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，如進(jìn)化算法，每個(gè)優(yōu)化步驟都需要許多基本的仿真任務(wù)。
如何實(shí)現(xiàn)高速計(jì)算？
在每個(gè)場(chǎng)景或場(chǎng)景的組合中，都有一組基本的仿真任務(wù)需要處理。分布式計(jì)算允許對(duì)集合的模擬進(jìn)行并行處理，而不是一個(gè)接一個(gè)地執(zhí)行模擬。所實(shí)現(xiàn)的仿真速度與應(yīng)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的大小成正比。
配置與VirtualLab Fusion進(jìn)行分布式計(jì)算網(wǎng)絡(luò)設(shè)置的對(duì)話框
用戶友好的分布式計(jì)算
在沒有分布式計(jì)算時(shí)，生成基本仿真任務(wù)是在參數(shù)運(yùn)行中完成的。在分布式計(jì)算中，不需要更改工作流程�？梢酝ㄟ^對(duì)話配置和控制計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能�，F(xiàn)如今，VirtualLab Fusion利用分配好的網(wǎng)絡(luò)處理基本的仿真任務(wù)。簡(jiǎn)而言之:VirtualLab Fusion的用戶只需多點(diǎn)擊幾下鼠標(biāo)，就能享受到分布式計(jì)算的強(qiáng)大功能。
添加分布式計(jì)算工具箱到VirtualLab Fusion的配置中
如何從VirtualLab Fusion的分布式計(jì)算工具箱中獲益?只需將分布式計(jì)算包添加到VirtualLab Fusion配置中。
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案例展示——白光干涉測(cè)量
這個(gè)案例是結(jié)合了多色光源(24個(gè)波長(zhǎng))和鏡面位置的參數(shù)掃描(121個(gè)位置)的馬赫曾德干涉儀。如果沒有分布式計(jì)算，整個(gè)任務(wù)計(jì)算時(shí)間需要46分55秒。在由6個(gè)多核電腦組成的網(wǎng)絡(luò)中，使用25個(gè)客戶端執(zhí)行分布式計(jì)算，cpu計(jì)算時(shí)間減少到2分50秒。
案例展示——AR光波導(dǎo)的測(cè)試成像仿真
在此案例中，仿真光波導(dǎo)器件的傳播，其具有超過10,000個(gè)方向的完整FOV測(cè)試圖像。一個(gè)具有數(shù)百個(gè)嚴(yán)格光柵評(píng)估的基本仿真任務(wù)大約需要7秒，整體模擬時(shí)間約為31小時(shí)。通過使用8個(gè)多核計(jì)算機(jī)和35個(gè)客戶端組成的網(wǎng)絡(luò)，分布式計(jì)算將模擬時(shí)間減少到1小時(shí)5分鐘。
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